Новая технология умных окон обеспечивает баланс между теплом и видимостью

Умные окна становятся ключевым направлением в продвижении энергоэффективных зданий и устойчивой архитектуры. Эти окна могут динамически регулировать свои свойства для управления светом и теплом, повышая комфорт и одновременно снижая расходы на энергию.

Хотя традиционные технологии интеллектуальных окон были эффективны в управлении как теплом, так и светом, у них есть ограничения в одновременном управлении как видимым светом, так и инфракрасным (ИК) излучением. Новое исследование представляет инновационное решение, которое обещает преодолеть эти проблемы, создавая более эффективную и универсальную интеллектуальную оконную систему.

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Journal of Photonics for Energy, ученые продемонстрировали новый подход, объединяющий жидкие кристаллы (ЖК) и нанопористые микрочастицы (НМП) для создания технологии умного окна, способной контролировать как видимый свет, так и инфракрасное излучение. Ключевое новшество заключается в добавлении небольшой концентрации НМП к нематическим ЖК, что приводит к получению тонкого устройства, способного быстро менять свою прозрачность.

Для дальнейшего повышения производительности команда интегрировала в систему поверхность метаматериала диоксида ванадия (VO₂), созданную с использованием ультракороткого импульсного лазера для формирования рисунка пленки VO₂. Эта комбинация позволяет устройству контролировать как тепло, так и свет, регулируя свою прозрачность в ответ на напряжение или температуру.

Слой VO₂ с рисунком служит двум важным целям: он помогает выровнять жидкие кристаллы таким образом, чтобы улучшить их функцию, и он повышает способность окна блокировать ИК-излучение. Добавление НМП помогает улучшить скорость отклика устройства, одновременно уменьшая количество необходимого материала. Полученная в результате система интеллектуальных окон предлагает высокоскоростное решение с низким потреблением энергии для управления теплом и видимостью, что является значительным шагом вперед в разработке технологий интеллектуальных окон следующего поколения.

Один из авторов статьи Ибрагим Абдулхалим, профессор Университета Бен-Гуриона в Негеве, отмечает: «В целом гибридное устройство представляет собой значительный прогресс в технологии интеллектуальных окон, предлагая комплексное решение для энергоэффективной и комфортной внутренней среды». Авторы отмечают, что необходимы будущие разработки, чтобы превратить его в практически ценное интеллектуальное окно, включая улучшенную конструкцию наношаблона для оптимизации термохромных свойств VO₂.

Источник